JP2014166245A - 治療計画装置、計画治療システム、治療計画生成方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】治療計画装置が、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、前記患部全体を含む第1照射野へ放射線を照射する第1照射を計画する第1計画部と、前記第1計画部が計画した前記第1照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第2計画部と、を具備する。
【選択図】図2
Description
ここで、照射対象となる患部は、通常は外からは見えない部位に存在する。その為、患者をカウチに乗せた状態で、X線画像、MRI(Magnetic resonance imaging)画像、またはPET(Positron emission tomography)画像等の体内画像を取得して、患部に治療用放射線が照射されるように位置決めを行う。ただし、人間の体は呼吸や筋肉の弛緩等により動き、特に呼吸による肺野及びその近傍の動きは大きい。
かかる体の動きにより、治療用放射線の照射中に患部が動く可能性がある。そこで、体内を透過した治療用放射線をEPID(Electric Portal Imaging Device、電子ポータル画像装置)等で受光して放射線画像を取得して、治療用放射線が患部に正確に照射されていることをリアルタイムに確認(モニタリング)する場合がある。
一方、強度変調放射線治療では、照射野の小さい治療用放射線を用いることから、患部への照射量を確保するために、1回当たりの照射量が多くなり、また、治療用放射線を多数重ね合わせることから、照射時間が長くなる傾向にある。このため、強度変調放射線治療では、治療用放射線が患部からずれた場合のリスクが比較的高い。このことから、強度変調放射線治療において、治療用放射線が患部に正確に照射されていることを確認できることが望まれる。
更に、放射線治療のエビデンスが求められるようになっており、治療用放射線が患部に正確に照射された記録を得られることが望まれる。
図1は、本発明の一実施形態における放射線治療装置の装置構成を示す概略構成図である。同図において、放射線治療装置30は、旋回駆動装置311と、Oリング312と、走行ガントリ313と、首振り機構321と、照射部330と、センサアレイ341と、カウチ351とを具備する。照射部330は、放射線照射装置331と、マルチリーフコリメータ332とを具備する。
Oリング312は、回転軸A12を中心とするリング状に形成され、回転軸A12を中心に回転可能に走行ガントリ313を支持している。回転軸A12は、水平方向の軸(すなわち、鉛直方向に直角な軸)であり、アイソセンタP11にて回転軸A11と直交する。回転軸A12は、Oリング312に対して固定されている。すなわち、回転軸A12は、Oリング312の回転に伴って回転軸A11を中心に回転する。
Oリング312は、自らが回転することで、走行ガントリ313および走行ガントリ313に設置されている各部を、回転軸A11回りに一体的に回転させる。
走行ガントリ313は、自らが回転することで、走行ガントリ313に設置されている各部を、回転軸A12回りに一体的に回転させる。
パン軸A21は、回転軸A12に平行な軸であり、走行ガントリ313に対して固定されている。首振り機構321は、パン軸A21を中心に照射部330を回転させることで、照射部330を回転軸A12に対して左右(従って、患者PTに対して左右)に首振り動作させる。
チルト軸A22は、パン軸A21に直交する軸であり、走行ガントリ313に対して固定されている。首振り機構321は、チルト軸A22を中心に照射部330を回転させることで、照射部330を回転軸A12方向(従って、患者PTに対して上下)に首振り動作させる。
放射線照射装置331は、治療用放射線B11を照射する。放射線照射装置331は、首振り機構321を介して走行ガントリ313に支持されているので、首振り機構321の調整にて放射線照射装置331が一旦アイソセンタP11に向けられると、旋回駆動装置311によりOリング312が回転しても、また、走行駆動装置により走行ガントリ313が回転しても、治療用放射線B11は常に概ねアイソセンタP11を通る。従って、放射線照射装置331は、回転軸A11や回転軸A12を中心に回転することで、様々な方向からアイソセンタP11に向けて治療用放射線B11を照射することができる。
マルチリーフコリメータ332は、治療用放射線B11の一部を遮蔽することで、治療用放射線B11が患者に照射される際の照射野の形状を調整する。
センサアレイ341は、例えばEPIDなど、放射線強度を2次元的に検出可能な装置であり、患者PT等を透過した治療用放射線B11を受光して強度信号を出力する。なお、ここでいう受光とは、放射線を受けることである。
カウチ351は、患者PTが横臥することに利用される。
なお、以下では、特に明示する必要が無い場合、治療用放射線を単に「放射線」と表記する。
制御装置20は、治療計画装置10の生成する治療計画に従って、放射線治療装置30の各部を制御して治療用放射線を照射させる。また、制御装置20は、治療用放射線による放射線画像を取得する。制御装置20は、例えば、コンピュータを用いて構成されていてもよいし、専用回路を用いて構成されていてもよい。
治療計画取得部210は、治療計画装置10が生成して出力する治療計画を取得する。
放射線治療装置制御部221は、治療計画取得部210が取得した治療計画に従って、放射線治療装置30の各部を制御する。特に、放射線治療装置制御部221は、治療計画取得部210が取得した治療計画に従って照射部330(図1)に放射線を照射させる。
対放射線治療装置入出力部230は、放射線治療装置30との間で信号の入出力を行うインタフェースとして機能する。
表示部110は、例えば液晶ディスプレイや有機EL(Organic Electro-Luminescence)ディスプレイなどの表示画面を有し、表示制御部131の制御に従って動画像や静止画像やテキスト(文字)など各種画像を表示する。特に、表示部110は、照射野など放射線照射に関するユーザ設定を受け付ける際に、予め撮像された患部の画像を表示画面に表示する。なお、ここでいうユーザとは、医師または放射線技師など、計画治療システム1を用いて放射線治療を施す者である。
表示制御部131は、表示部110を制御して各種画像を表示させる。
入力処理部132は、操作入力部120が受け付けたユーザ操作を検出する。例えば、入力処理部132は、表示画面へのタッチ操作に応じて操作入力部120が出力する信号を表示画面における座標に変換する。
第2計画部135は、第1計画部134が計画した第1照射と、患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、治療条件を満たす治療計画を生成する。以下では、第2計画部135が治療計画に含める、患部の一部のみを含む照射野への放射線照射を「第2照射」と称する。
治療計画出力部140は、第2計画部135が生成した治療計画を制御装置20へ出力する。
図3は、第1照射における照射野の例を示す説明図である。同図において領域R11は、患部の領域を示し、領域R12は、照射野(ここでは第1照射野)を示している。図3に示すように、第1照射においてマルチリーフコリメータ332は、患部全体が照射野に含まれるように放射線に絞りをかける。
ここでいう患部は、放射線を積極的に照射する対象となっている部位であり、臨床標的体積(clinical target volume;CTV)、内的標的体積(internal target volume;ITV)、計画標的体積(Planning target volume;PTV)のいずれであってもよい。
同様に、内的標的体積を患部とした場合も、放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。
例えば、患部がアイソセンタP11(図1)に位置する状態で、走行駆動装置がOリング312を回転させ、照射部330は、Oリング312の回転により患部の周囲を一周しながら様々な方向から患部へ向けて放射線を照射する。その際、マルチリーフコリメータ332が、患部の形状に応じて放射線の形状を絞り、さらに、患部と重なっている許容線量の低い部位を照射野から除外するため、患部の一部のみを含む照射野となるように、放射線の形状を絞る。これにより、患部に集中的に放射線を照射し、周囲の正常部位への照射量を低減させることができる。
そこで、第1計画部134が第1照射を設定することで、放射線画像取得部222は、図4の例のように患部全体を含む放射線画像を取得する。これにより、当該放射線画像を参照する者は、患部全体が照射野に含まれていることを確認でき、これにより放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。
そこで、第2計画部135は、第1照射における照射量を治療のための照射量に含めて治療計画を生成する。これにより、正常部位への照射量の増大を低減させつつ、患部全体を含む放射線画像を取得することができる。
図6は、計画治療システム1が放射線治療を行う際の処理の例を示すシーケンス図である。計画治療システム1は、例えば治療計画生成を指示するユーザ操作を受けると同図の処理を開始する。
図6の処理において、まず、条件取得部133が治療条件を取得する(シーケンスS101)。例えば上述したように、条件取得部133は、タッチ操作による患部位置の入力や、キーボードを用いての必要線量および限界線量の入力など、操作入力部120が受け付けるユーザ操作に基づいて、治療条件を取得する。
例えば、第1計画部134が、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のいずれか1つまたは複数を指定(選択)するユーザ操作に従って、選択されたタイミングを第1照射のタイミングに設定するようにしてもよい。ここでいう照射開始時とは、各門(Port)における放射線照射を開始するタイミングである。また、照射終了時とは、該当する門における放射線照射を終了するタイミングである。
例えば、第1計画部134が、撮像に必要な所定の照射量を第1照射における照射量に設定するようにしてもよい。具体的には、第1計画部134は、センサアレイ341の性能に応じて、放射線画像として体内画像を取得するのに適した放射線強度(単位時間当たりの照射量)を予め記憶しておき、当該放射線強度を第1照射における放射線強度に設定する。
例えば、第1計画部134が、患部の領域に所定のマージンを加えて第1照射野を設定するようにしてもよい。上述したように、ここでいう患部は、臨床標的体積、内的標的体積、計画標的体積のいずれであってもよい。
図7は、第1照射野の設定画面の例を示す説明図である。同図の例において、表示部110は、患部の画像を示しており、領域R411は、肉眼的腫瘍体積を示す。また、領域R412は臨床標的体積を示す。
ここで、第2計画部135が、マルチリーフコリメータ332の各リーフの移動距離を小さくすることを目標の1つとして治療計画を生成するようにしてもよい。
これにより、リーフの移動を待つ時間を短縮できる点で、治療時間を短縮することができる。また、マルチリーフコリメータ332を動作させながら連続的に放射線照射を行う場合において、リーフ位置の不連続による放射線照射の中断を避けることができる。
制御装置20では、治療計画取得部210が治療計画を取得し、放射線治療開始を指示するユーザ操作を受けると、放射線治療装置制御部221が放射線治療装置30の制御を開始する(シーケンスS111)。
そして、放射線治療装置30は、少なくとも第1照射を行ったタイミングで、センサアレイ341が検出した2次元の放射線強度を示す受光信号を制御装置20へ出力する(シーケンスS122およびS142)。
放射線治療装置30からの受光信号を取得した制御装置20では、放射線画像取得部222が、当該受光信号を放射線画像データに変換することで放射線画像を取得する(シーケンスS123およびS143)。
その後、図6の処理を終了する。
これにより、放射線の集中性を高めつつ、放射線が患部に正確に照射されていることの確認や記録を得ることができる。すなわち、第2計画部135が、第2照射を含む治療計画を生成することで、強度変調放射線治療の場合のように放射線の集中性を高めることができる。また、第1計画部134が第1照射を計画し、第2計画部135が、当該第1照射を含む治療計画を生成することで、患部全体を含む放射線画像を取得することができる。これにより、当該放射線画像を参照する者は、患部全体が照射野に含まれていることを確認でき、これにより放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。
これにより、ユーザは、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも1つを指定(選択)するという簡単な操作にて、第1照射のタイミングを指定することができる。
また、各門における照射開始時と照射終了時とにおいて、放射線が患部に正確に照射されていることを確認できれば、門全体を通じて放射線が患部に正確に照射されていると推測することができる。
また、照射時間が長い場合、照射開始と終了との中間時においても放射線が患部に正確に照射されていることを確認できれば、門全体を通じて放射線が患部に正確に照射されている可能性が更に高まる。
これにより、ユーザは、第1照射による放射線画像の取得回数を指定するという簡単な操作にて、所望回数に応じて第1計画部134に第1照射のタイミングを設定させることができる。
これにより、ユーザは、第1照射による放射線画像の取得周期を指定するという簡単な操作にて、所望周期に応じて第1計画部134に第1照射のタイミングを設定させることができる。
これにより、放射線画像取得部222は、第1照射において、鮮明な体内画像を放射線が像として取得し得る。
これにより第2計画部135が、治療条件を満たす治療計画を容易に生成できることを期待し得る。例えば、第1計画部134は、必要線量に基づいて設定される投与線量の20パーセントを第1照射全体における照射量とすることで、第2計画部135は、投与線量の80パーセントを第2照射における照射量として治療計画を生成することができる。従って、第2計画部135が治療計画を生成する際の自由度を確保し得る。
これにより、ユーザが第1照射野を指定する負担を低減させることができる。すなわち、ユーザは患部の領域を指定すればよく、第1照射野を別途指定する必要が無い。
これにより、ユーザは、患部の画像を参照しながら適切な第1照射野を指定し得る。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
10 治療計画装置
110 表示部
120 操作入力部
130 処理部
131 表示制御部
132 入力処理部
133 条件取得部
134 第1計画部
135 第2計画部
140 治療計画出力部
2 放射線治療システム
20 制御装置
210 治療計画取得部
220 処理部
221 放射線治療装置制御部
222 放射線画像取得部
230 対放射線治療装置入出力部
30 放射線治療装置
Claims (11)
- 患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、
前記患部全体を含む第1照射野へ放射線を照射する第1照射を計画する第1計画部と、
前記第1計画部が計画した前記第1照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第2計画部と、
を具備することを特徴とする治療計画装置。 - 前記第1計画部は、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも1つを指定するユーザ操作に従って前記第1照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項1に記載の治療計画装置。
- 前記第1計画部は、前記第1照射による放射線画像の取得回数を指定するユーザ操作に基づいて前記第1照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の治療計画装置。
- 前記第1計画部は、前記第1照射による放射線画像の取得周期を指定するユーザ操作に基づいて前記第1照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の治療計画装置。
- 前記第1計画部は、撮像に必要な所定の照射量を前記第1照射における照射量に設定することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の治療計画装置。
- 前記第1計画部は、前記治療条件における前記患部への必要線量に基づいて前記第1照射における照射量を設定することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の治療計画装置。
- 前記第1計画部は、前記患部の領域に所定のマージンを加えて前記第1照射野を設定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の治療計画装置。
- 前記患部の画像を表示画面に表示する表示部と、
前記第1照射野を設定するユーザ操作を受け付ける操作入力部と、
を具備し、
前記第1計画部は、前記操作入力部が受け付けた前記第1照射野を設定するユーザ操作に基づいて前記第1照射野を設定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の治療計画装置。 - 治療計画装置と、放射線治療システムとを具備し、
前記治療計画装置は、
患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、
前記患部全体を含む第1照射野と、前記第1照射野へ放射線を照射する第1照射のタイミングと、前記第1照射における照射量とを設定する第1計画部と、
前記第1計画部が設定した前記第1照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第2計画部と、
前記第2計画部が生成した前記治療計画を前記放射線治療システムへ出力する治療計画出力部と、
を具備し、
前記放射線治療システムは、
前記治療計画出力部が出力した前記治療計画を取得する治療計画取得部と、
前記治療計画取得部が取得した前記治療計画に従って放射線を照射する照射部と、
前記第1照射にて前記照射部が照射した放射線による放射線画像を取得する放射線画像取得部と、
を具備することを特徴とする計画治療システム。 - 治療計画装置の治療計画生成方法であって、
患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、
前記患部全体を含む第1照射野へ放射線を照射する第1照射を計画する第1計画ステップと、
前記第1計画ステップにて計画した前記第1照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第2計画ステップと、
を具備することを特徴とする治療計画生成方法。 - 治療計画装置としてのコンピュータに、
患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、
前記患部全体を含む第1照射野へ放射線を照射する第1照射を計画する第1計画ステップと、
前記第1計画ステップにて計画した前記第1照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第2計画ステップと、
を実行させるためのプログラム。
Priority Applications (5)
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